3D打印蕴藏巨大能量 趋势颠覆商业模式

　　【中国智能制造网 智造快讯】作为工业4.0时代具发展前景的制造技术之一，3D打印技术已经进入医疗、建筑、航天、教育、机械工业等产业领域，而它对于生产方式的变革，很有可能进一步颠覆今天的商业模式。　　20世纪80年代后期，3D打印机的横空出世，开启了增材制造新时代。近年来，借着新一轮科技革命和产业变革的东风，3D打印步入快速发展期。世界各国纷纷将其作为未来产业发展新的增长点加以培育，如2012年美国将“增材制造技术中心”确定为制造业创新中心（后更名为“美国制造”），欧盟、日本、韩国、新加坡、俄罗斯、南非、印度等国也通过各种措施推进3D打印产业发展。我国的3D打印技术与世界先进水平基本同步，但产业化仍处于起步阶段。
　　
　　未来，3D打印将朝着速度更快、精度更高、性能更优、质量更可靠的方向发展，成为一股强大的科技力量。
　　
　　趋势一：桌面级市场已陷入“红海”，掘金工业级正当时
　　
　　近几年，桌面3D打印机“叫好又叫座”，销量呈现大幅增长，而工业级3D打印机则略显惨淡。
　　
　　根据大数据公司CONTEXT的数据，2015年桌面3D打印机销量增长了33%，工业级3D打印机则下降了9%；2016年上半年桌面3D打印机同比增加15%，工业级3D打印机却减少15%。桌面3D打印机门槛低、设计简单，是企业进军3D打印领域的较好入口。
　　
　　但经过多年的发展，桌面级市场竞争已近“白热化”，加之利润小、精度低、实用性不佳，天花板效应明显。而工业级市场契合了智能制造的理念，可广泛运用于汽车、航空航天、机械工业、医疗等市场需求大、发展潜力大的领域，随着技术的逐渐成熟和成本的不断降低，将会爆发出难以想象的巨大能量。
　　
　　2015年底，3D打印巨头3D Systems公司宣布停产消费级桌面3D打印机，转向更赚钱的专业级和工业级市场；2016年初，国内3D打印技术大咖西通电子在珠海宣布全面进军工业级3D打印领域。
　　
　　趋势二：金属3D打印领域快速发展，应用端空间渐打开
　　
　　金属3D打印被称为“3D打印王冠上的明珠”，是门槛高、前景好、前沿的技术之一。同样来自CONTEXT发布的数据，2015年金属3D打印机销量增长了35%，2016年上半年同比增长17%，可以说是工业级3D打印领域逆势上涨的一朵“奇葩”。
　　
　　在汽车制造、航空航天等高精尖领域，有些零部件形状复杂、价格昂贵，传统铸造锻造工艺生产不出来或损耗较大，而金属3D打印则能快速制造出满足要求、重量较轻的产品。
　　
　　2015年11月，奥迪公司使用金属3D打印技术按照1:2的比例制造出了Auto Union（奥迪前身）在1936年推出的C版赛车的所有金属部件；2016年10月，GE斥资6亿美元买下德国金属3D打印公司Concept Laser，加快布局3D打印航空发动机零部件业务。此外，医疗器械、核电、造船等领域对金属3D打印的需求也十分旺盛，应用端市场正逐渐打开。
　　
　　趋势三：3D打印产业化还需时日，“增”“减”制造长期共存
　　
　　3D打印采用增材制造技术，是对以“减材制造”、“等材制造”为基础的传统制造业的创新与挑战，但并不是非此即彼的关系，而是并存互补的关系。
　　
　　从历史看，传统制造业经过了几千年的积累和发展，技术、工艺、材料等已经非常成熟，而3D打印则是一个新生事物，只有30多年的发展历程，在速度、精度、强度等方面还有诸多限制。从现状看，当前3D打印市场份额十分有限，专业咨询机构Wohlers Associates发布的数据显示，2015年3D打印市场规模为51.65亿美元，至2020年将达到212亿美元，而这与数十万亿美元的制造业市场相比，还微乎其微。
　　
　　相比传统制造，3D打印研发周期更短、用料更省，在小批量、个性化定制等方面优势明显，但在大规模生产方面存在着许多不足之处。增材制造虽然不能完全替代减材制造、等材制造，但作为传统制造技术的有益补充，3D打印将极大地推动制造业的转型升级。
　　
　　趋势四：产品生产方式加速变革，“整”“分”制造携手共进
　　
　　3D打印是工业4.0时代具发展前景的先进制造技术之一，它从两个方面改变了产品的生产方式。
　　
　　一方面，传统制造业以“采购、分工协作”为主要特征，产品的不同部件往往在不同的地方进行生产，再运到同一地方进行组装。而3D打印则是“整体制造、一次成型”，省去了物流环节，节约了时间和成本。
　　
　　另一方面，传统制造业以生产线为核心、以工厂为主要载体，生产设备高度集中。而3D打印则体现了以大数据、云计算、物联网、移动互联网为代表的新一代信息技术与制造业的融合，生产设备分散在各地，实现了分布式制造，从而省去了仓储环节。“整体制造”和“分布式制造”在字义上看似矛盾，在3D打印技术上则实现了统一，前者强调生产过程，后者强调生产行为，共同推动着产品生产方式的变革。
　　
　　趋势五：成型尺寸向两边延伸，大小产品颠覆想象
　　
　　随着3D打印应用领域的扩展，产品成型尺寸正走向两个。
　　
　　一方面往“大”处跨，从小饰品、鞋子、家具到建筑，尺寸不断被刷新，特别是汽车制造、航空航天等领域对大尺寸精密构件的需求较大，如2016年珠海航展上西安铂力特公司展示的一款3D打印航空发动机中空叶片，总高度达933mm。
　　
　　另一方面向“小”处走，可达到微米纳米水平，在强度硬度不变的情况下，大大减轻产品的体积和重量，如哈佛大学和伊利诺伊大学的研究员3D打印出比沙粒还小的纳米级锂电池，其能够提供的能量却不少于一块普通的手机电池。
　　
　　未来，3D打印的成型尺寸将不断延伸，从大的不可思议到小的瞠目结舌，“只有想不到的，没有做不到的”。